【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及發(fā)聲器，尤其是涉及一種mems壓電發(fā)聲器及揚(yáng)聲器。
技術(shù)介紹
1、為了使mems(micro-electro-mechanical?system，微機(jī)電系統(tǒng))發(fā)聲裝置、揚(yáng)聲器得到更廣泛的應(yīng)用，業(yè)界致力于設(shè)計(jì)高良率、小尺寸、高聲壓級(jí)的mems壓電發(fā)聲器。但基于硅襯底和壓電薄膜材料構(gòu)成的器件在小尺寸與高聲壓級(jí)輸出之間，往往兩者難以兼顧。并且，mems壓電發(fā)聲器的阻尼小，器件共振的品質(zhì)因數(shù)大，在諧振頻率處的位移達(dá)到最大，這就導(dǎo)致器件在諧振頻率處發(fā)生共振，位移很大并存在一個(gè)的高幅值尖峰并且頻域帶寬較小，惡化聲壓級(jí)spl(sound?pressure?level，聲壓)頻響曲線以及thd(total?harmonicdistortion，諧波失真)頻響曲線，導(dǎo)致mems壓電發(fā)聲器的音質(zhì)較差。另外，相關(guān)技術(shù)中的mems壓電發(fā)聲器推動(dòng)的空氣量較少，降低了mems壓電發(fā)聲器在激勵(lì)下的輸出聲壓級(jí)spl，同樣會(huì)影響聲壓級(jí)spl頻響曲線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的在于提供一種mems壓電發(fā)聲器及揚(yáng)聲器，以提升聲壓級(jí)，改善聲壓級(jí)spl頻響曲線以及thd頻響曲線，進(jìn)而改善mems壓電發(fā)聲器的音質(zhì)。
2、本技術(shù)提供的一種mems壓電發(fā)聲器，包括：襯底，在所述襯底的上表面相對(duì)的一組指定邊緣位置，對(duì)稱設(shè)置有第一壓電復(fù)合層；每個(gè)所述第一壓電復(fù)合層均為矩形結(jié)構(gòu)；所述襯底的底部中心區(qū)域具有空腔，每個(gè)所述第一壓電復(fù)合層的至少一部分位于與所述空腔對(duì)應(yīng)的所述襯底的上部區(qū)域；在所述上部區(qū)域，除每個(gè)所
3、進(jìn)一步的，相對(duì)的兩個(gè)非錨定邊緣所對(duì)應(yīng)的邊緣開槽結(jié)構(gòu)相互平行，且邊緣開槽結(jié)構(gòu)的尺寸相同。
4、進(jìn)一步的，所述振膜結(jié)構(gòu)與所述襯底的上表面平行，所述錨定邊緣的至少一部分固定在所述襯底上。
5、進(jìn)一步的，在所述襯底的上部區(qū)域具有至少一個(gè)第二壓電復(fù)合層；在每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層上設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)，和/或，在所述指定區(qū)域中除每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層之外的區(qū)域設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)；所述開槽結(jié)構(gòu)被覆蓋有柔性材料。
6、進(jìn)一步的，所述振膜結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比大于預(yù)設(shè)數(shù)值；隨著所述振膜結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比越大，所述mems壓電發(fā)聲器的一階諧振頻率的值越大，且各階諧振頻率之間的差值越小。
7、進(jìn)一步的，所述振膜結(jié)構(gòu)的厚度區(qū)間為0.1μm～50μm；隨著所述振膜結(jié)構(gòu)的厚度越薄，所述一階諧振頻率的值越小，在同樣的壓電驅(qū)動(dòng)下，所述振膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)位移越大，推出的空氣量越多。
8、進(jìn)一步的，所述空腔的尺寸越大，所述一階諧振頻率的值越小；其中，所述尺寸包括以下至少一種：所述空腔面積、空腔長(zhǎng)度、空腔寬度、空腔半徑、空腔直徑。
9、進(jìn)一步的，所述振膜結(jié)構(gòu)的中性層位于所述振膜結(jié)構(gòu)的中心位置。
10、進(jìn)一步的，每個(gè)所述第一壓電復(fù)合層和每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層自下而上依次包括底電極層、中間層和頂電極層；其中，所述中間層為一壓電層，或者，所述中間層為多個(gè)壓電層與多個(gè)電極層交疊堆疊形成；其中，所述底電極層的上一層和所述頂電極層的下一層均為壓電層。
11、本技術(shù)提供的一種揚(yáng)聲器，包括至少一個(gè)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的mems壓電發(fā)聲器，每個(gè)mems壓電發(fā)聲器按預(yù)設(shè)陣列形式排布。
12、本技術(shù)提供的mems壓電發(fā)聲器及揚(yáng)聲器，包括：襯底，在襯底的上表面相對(duì)的一組指定邊緣位置，對(duì)稱設(shè)置有第一壓電復(fù)合層；每個(gè)第一壓電復(fù)合層均為矩形結(jié)構(gòu)；襯底的底部中心區(qū)域具有空腔，每個(gè)第一壓電復(fù)合層的至少一部分位于與空腔對(duì)應(yīng)的襯底的上部區(qū)域；在上部區(qū)域的除每個(gè)第一壓電復(fù)合層的至少一部分之外的指定區(qū)域設(shè)置有多個(gè)開槽結(jié)構(gòu)，至少一部分開槽結(jié)構(gòu)被覆蓋有柔性材料，具有柔性材料的上部區(qū)域形成mems壓電發(fā)聲器的振膜結(jié)構(gòu)；振膜結(jié)構(gòu)為矩形橋式結(jié)構(gòu)；振膜結(jié)構(gòu)的與第一壓電復(fù)合層對(duì)應(yīng)的第一振膜邊緣為錨定邊緣，除第一振膜邊緣之外的其他振膜邊緣為非錨定邊緣；在每個(gè)非錨定邊緣分別設(shè)置有邊緣開槽結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置開槽結(jié)構(gòu)可降低振膜結(jié)構(gòu)中各膜層由于工藝造成的內(nèi)應(yīng)力，采用柔性材料覆蓋開槽結(jié)構(gòu)，可以提高振膜結(jié)構(gòu)的柔性，同時(shí)降低mems壓電發(fā)聲器在低頻時(shí)的聲音泄露，提高mems壓電發(fā)聲器的振動(dòng)幅度和發(fā)射聲壓級(jí)，通過(guò)采用密度低的柔性材料取代密度較大的硅振膜，降低了振膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并且矩形橋式結(jié)構(gòu)的振膜結(jié)構(gòu)可以推出更多的空氣量，柔性材料增加系統(tǒng)阻尼，有利于改善聲壓級(jí)spl頻響曲線以及thd頻響曲線，從而提升mems壓電發(fā)聲器的音質(zhì)。
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1.一種MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，包括：襯底，在所述襯底的上表面相對(duì)的一組指定邊緣位置，對(duì)稱設(shè)置有第一壓電復(fù)合層；每個(gè)所述第一壓電復(fù)合層均為矩形結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，相對(duì)的兩個(gè)非錨定邊緣所對(duì)應(yīng)的邊緣開槽結(jié)構(gòu)相互平行，且邊緣開槽結(jié)構(gòu)的尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)與所述襯底的上表面平行，所述錨定邊緣的至少一部分固定在所述襯底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，在所述襯底的上部區(qū)域具有至少一個(gè)第二壓電復(fù)合層；在每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層上設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)，和/或，在所述指定區(qū)域中除每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層之外的區(qū)域設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)；所述開槽結(jié)構(gòu)被覆蓋有柔性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比大于預(yù)設(shè)數(shù)值；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)的厚度區(qū)間為0.1μm～50μm；隨著所述振膜結(jié)構(gòu)的厚度越薄，所述一階諧振頻率的值越小，在同樣
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述空腔的尺寸越大，所述一階諧振頻率的值越小；其中，所述尺寸包括以下至少一種：所述空腔面積、空腔長(zhǎng)度、空腔寬度、空腔半徑、空腔直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)的中性層位于所述振膜結(jié)構(gòu)的中心位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MEMS壓電發(fā)聲器，其特征在于，
10.一種揚(yáng)聲器，其特征在于，包括至少一個(gè)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的MEMS壓電發(fā)聲器，每個(gè)MEMS壓電發(fā)聲器按預(yù)設(shè)陣列形式排布。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種mems壓電發(fā)聲器，其特征在于，包括：襯底，在所述襯底的上表面相對(duì)的一組指定邊緣位置，對(duì)稱設(shè)置有第一壓電復(fù)合層；每個(gè)所述第一壓電復(fù)合層均為矩形結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems壓電發(fā)聲器，其特征在于，相對(duì)的兩個(gè)非錨定邊緣所對(duì)應(yīng)的邊緣開槽結(jié)構(gòu)相互平行，且邊緣開槽結(jié)構(gòu)的尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)與所述襯底的上表面平行，所述錨定邊緣的至少一部分固定在所述襯底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems壓電發(fā)聲器，其特征在于，在所述襯底的上部區(qū)域具有至少一個(gè)第二壓電復(fù)合層；在每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層上設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)，和/或，在所述指定區(qū)域中除每個(gè)所述第二壓電復(fù)合層之外的區(qū)域設(shè)置有開槽結(jié)構(gòu)；所述開槽結(jié)構(gòu)被覆蓋有柔性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems壓電發(fā)聲器，其特征在于，所述振膜結(jié)構(gòu)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃湘俊，朱莉莉，石正雨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室，
類型：新型
國(guó)別省市：
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